ETUDE DE LA FONCTION ACQUERIR (CAPTEUR & CONDITIONNEUR DU SIGNAL)

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1 ETUDE DE LA FONCTION ACQUERIR (CAPTEUR & CONDITIONNEUR DU SIGNAL) ACQUISITION DE LA POSITION DU CYCLE La posiion du cycle es délivrée par un capeur à effe Hall linéaire déecan 3 posiions disinces de la roue droie. Ce capeur délivre une ension de sorie proporionnelle au champ magnéique e différencie la polarié du champ appliqué. La ension de repos en sorie a pour valeur, approximaivemen, 5% de la ension d'alimenaion. 1 organisaion maérielle de la roue droie Lycée les Iscles page 1/9

2 1-1 : En vous aidan du schéma pariel de la chaîne d'informaion, déerminer les grandeurs d'enrée e de sorie de la foncion "ACQUISITION" relaives aux informaions "Lien Coupé" e "Croche Ouver". (1 poin) - Grandeur d enrée : Champ magnéique image de la posiion de la Roue Droie. - Grandeurs de sorie : Informaions logiques indiquan les éas CROCHET OUVERT e LIEN COUPE. 1-2 : En uilisan le chronogramme du cycle de foncionnemen du capeur, décrire la soluion consrucive (organisaion maérielle) permean d'obenir, sans conac, l'informaion de posiion de la Roue Droie. (1 poin) Les aimans définissen les posiions de la roue droie correspondan aux deux acions. Un capeur déece ces aimans permean d obenir ainsi une informaion sur le déroulemen de ces acions. 2 DETECTION SANS CONTACT DE LA POSITION DE LA ROUE DROITE 2-1 : Qu es-ce qu un Capeur à effe HALL? (1 poin) C es un composan permean d obenir une ension proporionnelle au champ magnéique qui lui es appliqué. Ce capeur nécessie une alimenaion (Couran I). 2-2 : En uilisan la documenaion echnique pariel du capeur 131 ci-dessous, déerminez la valeur ypique de la ension de repos V OUTQ en sorie du capeur de l'ap25, en l'absence de champ magnéique devan le capeur B= Gauss [angl : quiescen oupu volage ]. (1 poin) V OUTQ = V CC / 2 = 5V / 2 = 2,5 V 2-3 : La documenaion echnique du capeur, défini ce qu'es la sensibilié [angl: sensiiviy]. Sensiiviy. S= V OUT / B Lycée les Iscles page 2/9

3 Ce qui signifie que La sensibilié es la variaion de la grandeur de sorie [ension] par rappor à une variaion de la grandeur d enrée [champ magnéique] : unié mv/gauss. 1 mt=1 GAUSS. A l aide de la documenaion parielle ci-dessous, vous indiquerez pour le capeur 131 sa valeur ypique ainsi que son unié. (1 poin) Doc parielle capeur 131 Un relevé expérimenal a permis de déerminer la valeur absolue du champ magnéique que présene la face visible des deux plos magnéiques présens sur la Roue Droie : 6 millitesla (mt). On considère cee valeur comme éan celle déecée par le capeur (la disance aimancapeur éan prise compe) 1 mt=1 GAUSS. La sorie Vcap es de la forme Y=aX+b avec «a» la sensibilié e «b» Vcap au repos, foncion de B le champ magnéique des 2 plos magnéiques sur la roue droie 2-4 : Déerminer la valeur numérique de la ension de sorie du capeur 131(PT13): (1 poin) - lors de la déecion de la posiion "Croche Ouver" V CAPTCroche avec un champ magnéique (aiman face Sud )B=+6G - lors de la déecion de la posiion "Lien Coupé" V CAPTCoupe avec un champ magnéique (aiman face Nord) B=-6G Vcap = S * B + Vcap repos V CAPTCroche =(2,5.1-3 * 6) + 2,5= + 4 V. V CAPTCoupe = [2,5.1-3 * (-6)]+ 2,5 = 1 V. Ce capeur de posiion déece la posiion des aimans siués sur la roue droie de l aacheur. 2-5 Conclure quan à l'uilisaion d'un capeur analogique e bipolaire (d'un poin de vue magnéique). Lycée les Iscles page 3/9

4 Un aiman indique l éa CROCHET OUVERT, l aure indique l éa LIEN COUPE. Chacun de ces aimans présene une polarié magnéique différene permean de disinguer les deux éas disincemen avec un capeur généran une ension foncion de la polarié. 3 ANALYSE DE LA FONCTION CONDITIONNEMENT Le capeur délivre une grandeur analogique don les niveaux de ension ne permeen pas définir des niveaux logiques. La foncion CONDITIONNEMENT perme cee adapaion. 3-1 : En vous aidan du schéma foncionnel pariel de la foncion TRAITEMENT, idenifiez les foncions (1 poin) - "ELABORATION DES SEUILS" - "COMPARAISON" Pour cela, vous enourez les composans réalisan ces deux foncions sur le schéma srucurel ci-dessous 3-2 : En considéran que c'es le même couran qui raverse R35, R37 e R39, déerminer les relaions liérales des ensions seuils V SPosA (PT16) ension aux bornes de R37 e R39 e V SPosB (PT17) ension aux bornes de R39 (référencées par rappor à la masse). Uiliser le pon diviseur e flécher ces ensions sur le monage. (1 poin) 3-3 : Calculer la valeurs de ces deux seuils lorsque P21=1,2 KΩ.(2 poins) V SPosA = (VCC*[ R37+R39]) / (R35+R37+R39) = 2,97V V SPosB = (VCC* R39) / (R35+R37+R39) = 1,35V 3-4 : Compléer le chronogramme V POSB, Documen réponse DR1. (1 poin) Lycée les Iscles page 4/9

5 3-5 :Résumer en deux phrases, maximum, le foncionnemen de la foncion comparaison. (1 poin) La foncion COMPARAISON perme d obenir un niveau logique (2 éas possibles) indiquan si la grandeur d enrée es supérieure (premier éa) ou inférieure (deuxième éa) à un seuil. On uilise la foncion mémoire de l'oscilloscope (foncion «monocoup», «déclenchemen sur fron descendan») afin de visualiser la conséquence de cee acion sur les signaux V POS e V POSA. Fermeure CROCHET Oscillogramme mean en évidence la valeur du seuil V SPosA. 3-6 : A l aide ce oscillogramme de la fermeure du croche compléer la phrase avec les symboles >,<,=(1 poin) Lorsque V Pos < 2,8V, alors VposA = V POSAsa Lycée les Iscles page 5/9

6 oscillogramme en mean en évidence la valeur du seuil V SPosB. LIEN COUPE 3-7 : A l aide ce oscillogramme du lien coupé compléer la phrase avec les symboles >,<,=(1 poin) Lorsque V Pos < 1,44V, alors VposB = V POSBsa 4- Compaibilié des niveaux logiques enre les foncion Acquérir e Traier. La foncion "Traiemen " de l'ap25 uilise un microconrôleur don les niveaux d'enrée son les suivans: -Tension minimale d'enrée pour un Niveau Logique Hau ou 1logique : V ihmin = 1,9V. -Tension maximale d'enrée pour un Niveau Logique Bas ou logique : V ilmax =,9V. Exemple pour le niveau logique hau, la foncion «Traier» adme jusqu à 1,9V un niveau hau. Acquérir V OH Traier V IH V OHmin V IHmin La valeur minimale de la ension de sauraion haue en sorie V OHmin =3,5V 3,5V<=V OHmin <=5V V OHmin = 3,5 V>V ihmin = 1,9V : le niveau de ension d un niveau logique hau en sorie de la foncion Acquérir es suffisan. 4-1 : A l aide de l exrai de la documenaion echnique de l'amplificaeur linéaire inégré [Operaional Amplifier] LM324, pour une alimenaion Vcc=5V déerminer la valeur maximale de la ension de la sauraion basse en sorie V OLmax. (1 poin) Lycée les Iscles page 6/9

7 Tension maximale d'enrée pour un Niveau Logique Bas ou logique : V ilmax =,9V. Valeur maximale de la ension de la sauraion basse en sorie V OLmax = 2 mv 4-2 : En uilisan le même raisonnemen que pour le niveau hau, conclure quan à la compaibilié des signaux V OLmax e V ilmax enre les foncions Acquérir e Traier de l'ap25. (1 poin) Acquérir V OL Traier V IL V OLmax V ILmax VOLmax = 2 mv< Vilmax =,9V : le niveau de ension d un niveau logique bas en sorie de la foncion Condiionnemen es compris dans la plage de ension considéré comme el par la foncion Acquérir. 5- SYNTHESE DE L'ACQUISITION DES INFORMATIONS CROCHET OUVERT ET LIEN COUPE. 5-1 : Compléer le chronogramme DR2 de synhèse d'un cycle de foncionnemen pariel de l'ap25 (sans la phase de orsadage) (2 poins) Lycée les Iscles page 7/9

8 Documen Réponse 1 : ACQUISITION2 ACQUISITION POSITION DU CYCLE : CONDITIONNEMENT DU SIGNAL Chronogrammes d analyse de la foncion COMPARAISON V PT14 5 V V SPosA 2.5 V V SPosB 1 ms 2 ms V POSA 5 V V POSAsa V POSB 1 ms 2 ms 5 V V POSBsa 1 ms 2 ms Lycée les Iscles page 8/9

9 Polarié Magnéique SUD 6mT Champ magnéique déecé par le capeur Documen réponse 2, : AP25 ACQUISITION2 CHRONOGRAMMES de SYNTHESE : cycle pariel de foncionnemen Polarié Magnéique NORD 6mT Tension de sorie du capeur (en V) 4 VSPOSA = VPOSB = VPOSA (Informaion logique CROCHET OUVERT) V OHmin = 3,5 V V ihmin = 1,9V V ilmax =,9V VPOSB (Informaion logique LIEN COUPE) V OHmin = 3,5 V V ihmin = 1,9V V ilmax =,9V Lycée les Iscles page 9/9

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